Tatt i bruk i Oslo: Utviklet protokoll som gjør tusenvis av IoT-enheter til selv­styrende nettverk

I løpet av de siste årene har mange bedrifter stanget hodet mot veggen når de vil oppskalere det nye Internet of Things-nettverket (IoT) sitt fra pilotfasen, hvor man ofte bare har koblet sammen fra 10 til et par hundre sensorer.

Det kan være en industribedrift som gjerne vil følge produktene sine rundt fra lager og gjennom en produksjonslinje og tilbake til lageret, eller en forsyningsbedrift som installerer digitale strømmålere hos forbrukerne, eller logistikkbedrifter som Mærsk, som gjerne vil spore varenes reise rundt om i verden.

Men veldig mange pilotprosjekter har blitt kassert og aldri oppskalert til full drift. For det som kan virke forholdsvis enkelt med noen få hundre sammenkoblede produkter i et nettverk, blir plutselig uoverskuelig og virkelig komplekst når antallet av forbundne enheter vokser til tusenvis – ja, kanskje hundretusener av enheter.

Den utfordringen har den finske nettverksbedriften Wirepas tatt tak i, og prøver å løse den med en ny tilnærming.

– Vi skiller maskinvare og programvare-protokollen, slik at du ikke har behov for en nettverks-infrastruktur eller forsterkere. For hver enkelt tilkoblet enhet kan overta rollen med å dirigere datatrafikken rundt i nettverket. Det er hittil ingen andre som har vært i stand til å utnytte hver enkelt enhet som en ruter, sier administrerende direktør Teppo Hemiä i Wirepas, når IndustryTech møter ham på konferansen Bosch Connected World i Berlin i mai.

Desentralisert struktur

Den mesh-topologien som ligger bak programvaren til Wirepas er langt fra ny, men er utviklet i løpet av de siste årene på Tampere Universitet i Finland.

For mens de fleste konvensjonelle sammenkoblede IoT-nettverkene er bygd opp rundt en stjernetopologi hvor den enkelte enheten kobler seg på en sentral basestasjon i form av en ruter, fjerner Wirepas det sentrale leddet og gjør i stedet de enkelte enhetene i nettverket til forbindelsesledd i et desentralisert nettverk.

– Nettverket er desentralisert, slik at du ikke trenger å sørge for annet enn å tilføre strøm. Enhetene finner hverandre selv, og danner et nettverk avhengig av miljøet. Siden nettverket er enheten, trenger vi ingen infrastruktur i form av nettverksmanagement i skyen eller på en lokal server, sier Teppo Hemiä.

Strømmålere kobler seg opp selv

I Oslo har Wirepas koblet sammen 700.000 strømmålere på et område som strekker seg over flere hundre kvadratkilometer. Rundt 2500 av disse strømmålere har et innebygd mobilmodem som endres slik at det fungerer som dataknutepunkt.

– Nettverket regner selv ut hvilke strømmålere det er best å bruke i forhold til å redusere strømforbruket mest mulig. Hvis forbindelsen til et knutepunkt svikter, altså en gateway, utpeker nettverket automatisk en ny og balanserer det totale nettverket, sier Teppo Hemiä.

Konseptet med de såkalte mesh-nettverkene er slett ikke nytt, og brukes også til små private nettverk i hjemmet, hvor en skriver, smart-tv eller andre tilkoblede enheter kan hjelpe til med å forsterke nettverket. Eller til å koble seg til forskjellige IoT-nettverk som overvåker og henter inn data fra strømmålere, gatebelysning, bygningsdrift og logistikksystemer.

I København er 20.000 gatelykter i dag koblet sammen i et mesh-nettverk som på flere områder minner om den programvaren Wirepas har utviklet. Forskjellen er bare at nettverksprogramvaren til Wirepas ikke løpende må justeres og administreres hver gang en enhet i nettverket legges ned eller opprettes – slik det må gjøres i mer konvensjonelle mesh-nettverk.

– Vi møter mange bedrifter og organisasjoner som har et ønske om å samle inn data omkring sensorer eller posisjoner. De er godt fornøyde med IoT-nettverkene sine i en liten test-skala, men det kollapser når de oppskalerer. Mange baserer forretningsmodellen sin på sensordata, så de blir ekstremt avhengige av at systemet fungerer pålitelig også når antallet enheter øker, sier Teppo Hemiä.

Mærsk blant kundene

Siden Wirepas utelukkende er en programvareprotokoll, kan den benyttes på alle typer maskinvare og på forskjellige radiofrekvenser, fra Bluetooth via Zigbee til mobilnettverk eller wifi.

– Selv om IoT-markedet for tiden modnes raskt, kan IoT-løsninger fremdeles ikke tas ned fra hylla som standardprodukter. Mange er så smått i gang med å skalere opp i størrelse, men vi har nok egentlig utviklet en løsning på et problem som først for alvor vil oppstå om fem år, sier Teppo Hemiä.

I dag er omkring to millioner enheter koblet sammen med Wirepas’ programvare, og Teppo Hemiä forteller at de for tiden kobler til ytterligere 10.000 hver dag.

En av de bedriftene som gjerne vil bytte fra et sentralt til desentralt nettverk, er det danske rederiet Mærsk, som nylig har investert i Wirepas’ programvarelisens. Men Teppo Hemiä vil ikke fortelle hvilke nettverkstyper og applikasjoner de vil bruke den til, og hvordan.

Saken ble først publisert på danske Industrytech, og gjøres tilgjengelig på norsk for abonnenter av Digi Ekstra gjennom vår samarbeidsavtale med Teknologiens mediehus/Ingeniøren.